بازیافت قراضه فولاد از انتشار گاز co2جلوگیری میکند
نگاهی به چالشهای تأمین و مصرف قراضه فولاد جهان در سال ۲۰۲۳
(تهيه وتنظيم: مهندس محمد حسن جولازاده، عضو هیئت مدیره انجمن آهن و فولاد ایران)
مقدمه
استفاده از قراضههاي فولادي در توليد فولاد خام يكي از شاخصهاي مهم پايداري صنایع فولاد جهان به شمار ميآيد. از مزاياي اصلي بكارگيري قراضه فولاد در توليد فولاد، كاهش چشمگير ميزان مصرف انرژي ویژه و انتشار ویژه گاز گلخانهاي CO۲ است. منافع توليد فولاد با شارژ صد در صد قراضه فولاد در مقايسه با توليد فولاد از سنگ آهن را ميتوان به شرح ذيل خلاصه كرد.
ضمناً استفاده از قراضه در توليد فولاد منجر به صرفه جويي منابع طبيعي ميگردد. بازاي هرتن فولاد توليدي ۱۵۰۰ كيلوگرم سنگ آهن، ۷۰۰ كيلوگرم ذغال سنگ و ۱۲۰ كيلوگرم سنگ آهك(۶۰ کیلوگرم آهک) دست نخورده باقي ميماند. شايان ذكر است امروزه بيش از ۳۱٫۱ درصد فولاد خام جهان با قراضه فولادي بدست ميآيد. در كشور ايران بدليل عدم دسترسي كافي به قراضه فولادی در كورههاي قوس الكتريكي، آهن اسفنجي جايگزين قراضه فولادي ميشود. شایان ذکر است در سال ۲۰۲۳، ايران از نظر تولید آهن اسفنجی بر پایه گاز طبیعی با تولید بیش از ۳۳٫۴۵ میلیون تن در جهان در رده اول ایستاده است. در سال گذشته درشرکت فولاد آرسلور میتال(دومین شرکت بزرگ تولید کننده فولاد جهان) ،۲۰ میلیون تن قراضه فولاد بازیافت شده است لذا از انتشار ۲۶ میلیون تن گاز CO2 جلو گیری گردیده است. میزان مصزف قراضه فولاد شرکت SSAB سوئد برای تولید ۷٫۷۸ میلیون تن فولاد ۳٫۶۵۸ میلیون تن گزارش شده است. شایان ذکر است در سطح جهان ازسال ۱۹۰۰ تا کنون ۲۹٫۱۶ میلیارد تن قراضه فولادی بازیافت شده است.
توليد و مصرف قراضه در صنايع فولاد
در صنایع فولاد ۳ نوع قزاضه فولادی تحت عنوان درون کارگاهی، پائین دستی و جمع آوری شده مورد استفاده قرار می گیرد. در جدول (۱)کلاسه بندی قراضه فولادی بنه نمایش درآمده است.آمارهاي سال۲۰۲۳ نشان ميدهد كه بازار قراضه فولاد تحت تأثير ركوردهاي جديد توليد فولاد خام جهان قرار گرفته است. بعد از بحران اقتصادي سال ۲۰۰۹ و بهبود شرايط توليد فولاد طی سالهای ۲۰۱۰ – 2018 ميزان توليد فولاد خام دنيا در سال ۲۰۲۳ به سطح ۱۸۹۲٫۲ ميليون تن رسيد. میزان توليد فولاد خام جهان در سال ۲۰۲۳ نسبت به سال ۲۰۲۲ به ميزان ۰٫۱درصد افزایش یافته است. در كليه كشورهاي توليدكننده اصلي فولاد، نرخ افزايش توليد دو رقمي بوده است. در کشور هند و ایران رشد تولید فولاد به ترتیب ۱۲٫۳ و۱٫۳در صد افزایش یافته است. در سال پیشین بالاترين نرخ افزايش توليد را كشور اسلواکی با ۱۵٫۴ درصد داشته است. با نگاهي به وضيعت كشورهاي اصلي مصرف كننده قراضه فولاد، آمارهاي انجمن آهن و فولاد بين المللي تأييد مينمايد كه ميزان توليد فولاد خام كشور چين در سال ۲۰۲۳، با افزایش۰٫۱ درصد نسبت به سال ۲۰۲۲ به ۱۰۱۹٫۱ ميليون تن رسيده است. در حاليكه سهم اين كشور در توليد فولاد خام جهان از ۵۳٫۲ درصد در سال ۲۰۲۲ به ۵۳٫۵۸ درصد در سال ۲۰۲۳ افزایش يافته است. در شکل(۱) روند تولید فولاد خام جهان وسهم کشور چین در این تولید مشاهده میگردد.
ميزان توليد فولاد خام کشور ژاپن با ۲٫۵ در صد کاهش نسبت به سال قبل به ۸۷ ميليون تن رسیده است. در اتحاديه اروپا-۲۷ با۷٫۴ درصدکاهش ، توليد فولاد خام به ۱۲۶٫۳ ميليون تن رسيده و در کشور هند نيز با ۱۱٫۸ درصد افزایش ، ۱۴۰٫۲ميليون تن فولاد خام حاصل شده است. میزان مصرف قراضه کشور هندوستان در سال پیشین ۳۵٫۶ میلیون تن اعلام شده است. در شکل- ۲ روند مصرف قراضه کشور هند به نمایش در آمده است. سهم قراضه و مواد آهندار در تولید فولاد هند در سال گذشته به ترتیب ۲۱ و ۷۹ % برآورد شده است. در سال قبل در اتحادیه اروپا (۲۷) ۷۵٫۱۷ میلیون تن قراضه فولادی مصرف ، شده است. در جدول(۲) روند مصرف، صادرات و واردات قراضه اتحادیه اروپا به نمایش درآمده است.
ميزان توليد فولاد خام كشورهاي روسيه و تركيه به ترتيب ۷۵٫۸ و ۳۳٫۷ ميليون تن به ثبت رسيده است. میزان افزایش توليد فولاد كشور روسیه نسبت به سال ۲۰۲۲ ، ۵٫۶ درصد بوده است. طبق برآوردهاي كلي، ميزان مصرف قراضه در صنايع فولاد جهان در سال گذشته۵۸۸ ميليون تن بوده که منجر به جلوگیری از ۸۸۷ میلیون تن گاز CO2 به اتمسفر شده است. شایان ذکر است به غیر این مقدار ذکر شده در حدود ۶۷٫۸ میلیون قراضه فولادی نیز در ریخته گری قطعات چدن و فولاد به مصرف می رسد. ميزان مصرف قراضه در اتحاديه اروپا، آمريكا وچين به ترتيب ۷۵٫۱۵ ،۵۶٫۸ و ۲۴۸٫۶ ميليون تن گزارش شده است. در جدول (۳) میزان مصرف قراضه فولادی برخی از کشور ها و نواحی جهان در سال ۲۰۲۳ نشان داده شده است. نرخ تغییرات مصرف قراضه دركشورهاي آمريكا وچين در مقايسه با سال ۲۰۲۲ به ترتيب-۰٫۳ و-۰٫۸ درصد گزارش شده است. در شرکت NUCOR آمریکا در سال گذشته بیش از ۱۸٫۴ میلیون تن قراضه فولادی در کوره های قوس الکتریکی به مصرف رسیده است. شرکت Steel Dynamics آمریکا نیز 13.4 میلیون تن قراضه درکوره های قوی الکتریکی به مصرف رسانده است) ۳٫۶ میلیون تن آن قراضه درون کارگاهی).. در شرکتSwiss Steel کشورسوئیس برای تولید ۱٫۳۸ میلیون تن فولاد خام ۱٫۶۷۶ میلیون تن فراضه فولادی به مصرف رسیده است و از انتشار ۲٫۰۲ میلیون تن تن گاز CO2 جلو گیری گردیده. میزان مصرف قراضه فولادی در فولادسازی های ژاپن ۲۴٫۶ میلیون تن بوده است. میزان مصرف قراضه کشور انگلستان در سال قبل ۲٫۱ میلیون تن بوده است. سهم کنورتورهای اکسیژنی و کوره قوس الکتریکی در این مصرف به ترتیب ۰٫۹ و ۱٫۲ میلیون تن برآورد شده است. در سال گذشته سهم فرآیند کوره قوس الکترکی در تولید فولاد خام اتحادیه اروپا (۲۷)، چین و آمریکا به ترتیب ۴۴٫۸، ۹٫۹ و ۶۸٫۳ درصد بوده است. سهم فرآیند کوره قوس الکترکی در تولید فولاد خام کشورهای ژاپن، کره جنوبی و روسیه نیز به ترتیب ۲۶٫۲، ۲۹٫۵و ۳۲ درصد گزارش شده است. سهم فرآیند تولید کوره قوس الکتریکی در تولید فولاد خام ترکیه ۷۱٫۶ درصد به ثبت رسیده است. در جداول (۴) تا (۱۰) روند تولید فولاد، میزان مصرف قراضه فولادی و سهم فرآیندهای تولید فولادسازی در اتحادیه اروپا (۲۷)، کشورهای چین، آمریکا، ژاپن، کره جنوبی، روسیه و ترکیه نشان داده شده است.
دليل اصلي مصرف بالاي قراضه در اتحاديه اروپا ، آمريكا و ترکیه، رشد توليد فولاد دركوره هاي قوس الكتريكي با شارژ ۱۰۰ درصد قراضه فولادي ميباشد. در سال گذشته ميزان توليد فولاد خام جهان به روش كوره قوس الكتريكي ۵۴۱ ميليون تن (۲۸٫۶ درصد کل فولاد خام جهان) به ثبت رسيده است. سهم فرآیند توليد فولاد خام جهان به روش کنورتور اکسیژنی نیز ۱۳۴۵٫۳ ميليون تن (۷۱٫۱ درصد کل تولید) گزارش شده است. روند توليد فولاد جهان به روش كوره قوس الكتريكي و کنورتور اکسیژنی به ترتیب در جدول (۱۱) مشاهده میگردد. کل مواد آهندار ورودی فولادسازی های جهان بالغ بر ۲٫۰۳۳ میلیارد تن برآورد شده است. مطابق آمارهاي ارائه شده در سال ۲۰۲۳ ميزان مصرف قراضه در فولادسازي هاي كشور چين، ۲۴۸٫۶ كيلوگرم بر تن فولاد بوده است. در حاليكه در سال ۲۰۲۲ اين نرخ، ۲۲۲ كيلوگرم بر تن گزارش شده است. ضمناً در كشورهاي ژاپن ، کره جنوبی و روسیه مصرف قراضه کاهش یافته است. ميزان مصرف قراضه و رشد آن در كشورهاي ياد شده به ترتيب ۲۴٫۶ و ۲۶٫۱۲ ، ۲۳ ميليون تن به ثبت رسيده است. میزان صادرات کشورهای مشترک المنافع در سال قبل ۵ میلیون تن برآورد شده است. میزان صادرات قراضه کشور روسیه در سال پیشین ۱٫۱ میلیون تن بوده است. در کشور اوکراین ۱٫۲۷ میلیون تن فراضه جمع آوری شده که ۱٫۰۸۸ تن آن مصرف و ۱۸۲٫۵ هزار تن آن صادرشده است. میزان مصرف قراضه کشور ترکیه ۲۷٫۹ میلیون تن بوده است که 9.07 میلیون تن قراضه آن از داخل تأمین شده است. میزان واردات قراضه کشور ترکیه در سال گذشته ۱۸٫۸۳ میلیون تن به ارزش ۷٫۶ میلیارد دلار بوده است. درجدول (۱۲) کشورهای تأمین کنند قراضه کشور ترکیه در سال گذشته به نمایش درآمده است.میزان صادرات قراضه ترکیه درسال قبل ۶۶۲ هزار تن اعلام شده است. در این کشور حجم و ارزش واردات قراضه نسبت به سال قیل به ترتیب ۱۰ و ۲۱٫۲ % کاهش داشته است. در جدول (۱۳)روند مصرف قراضه فولاد داخلی و خارجی در فولادسازی های کشور ترکیه مشاهده می شود. سهم قراضه فولاد در توليد فولاد خام كشور تركيه، ۸۲٫۸ درصد بوده است، در حاليكه ميانگين نرخ دنيا، ۳۱٫۱ درصد برآورد شده است. میزان مصرف قراضه گروه اردمیر ترکیه۱٫۳۴۲ میلیون تن به ثبت رسیده است. میزان مصرف قراضه فولادی ایران در سال قبل ۴ میلیون تن برآورد شده است.کشور چین در سال قبل ۴۲٫۳% (معادل۲۴۸٫۶ میلیون تن) کل قراضه فولادی جهان را در فولادسازی های خویش به مصرف رسانده است. میزان واردات قزاضه این کشور ۲۲۹ هزار تن یوده است.
استفاده وسيع از فرآیند ريخته گري مداوم و فرآیند ريخته گري فولاد شبيه به محصول نهايي، رشد مصرف قراضه داخل كارگاهي را كمتر كرده است. از طرف ديگر ميزان افزايش توليد چدن مذاب نسبت به فولاد خام جهان كمتر بوده است. ميزان مصرف قراضه براي واحدهاي ريخته گري قطعات چدن و فولاد، ۶۷٫۸ میلیون تن برآورد شده است. امروزه فرآوري بهينه سازي قراضه در توليد فولادهاي با كيفيت مطلوب اهميت زيادي پيدا كرده است (استفاده از دستگاه شيريدر). شايان ذكر است اخيراً در ايران نيز يك واحد شيريدر در شهرضا نصب و مورد بهره برداري قرار گرفته است. از طرف دیگر در شرکت گروه ملی صنعتی فولاد یک شریدر قدیمی مورد بازسازی قرار گرفته است.
در اين مطالعه ميزان مصرف قراضه در توليد قطعات ريخته گري فولاد وچدن (از جمله چدن ماليبل) نیز محاسبه شده است. براي سال ۲۰۲۲ قراضه فولاد مصرفي در اين رشته، ۶۷٫۸ ميليون تن براي توليد ۷۸٫۳ ميليون تن قطعات ريخته گري فولاد و چدن (ماليبل) بوده است. در سال ياد شده ميزان قراضه فولادي خريداري شده ، ۴۲٫۵ ميليون تن برآورد شده است.
صادرات و واردات قراضه فولادی
تحولات پيش آمده در سال ۲۰۲۳ در صنلیع فولاد جهان نسبت به سال ۲۰۲۲ منجر به تغييرات در تجارت قراضه و نوع قراضه مصرف شده است. صادرات قراضه فولاد به سمت هند افزایش يافته و در مقابل به سمت تركيه در حد چشمگيري کاهش پيدا كرده است. كشور جمهوری كره با ۳٫۷۹۴ ميليون تن (۱۹ درصد کاهش) واردات قراضه داشته است و واردات قراضه كشور هند نيز با۳۱٫۹ درصد افزایش به ۱۱٫۰۵ ميليون تن رسيده است. کشور بنگلادش در سال پیشین ۴٫۶۸ میلیون تن قراضه وارد کرده است. کشور پاکستان در سال گذشته ۱٫۵۶۶ میلیون تن قراضه فولادی واردات داشته است. میزان واردات قراضه فولادی كشور جمهوري تركيه در سال پیشین 18.33میلیون تن(۱۲٫۲% کاهش) بوده است. اين كشور عنوان بزرگترين وارد كننده قراضه جهان را براي سال ۲۰۲۳ نيز حفظ كرده است.کشور آلمان در سال ۲۰۲۳ ، ۶٫۴ ميليون تن قراضه به کشورهای اتحادیه اروپا صادر کرده است. میزان مصرف قراضه فولادی کشور اسپانیا در سال قبل ۹٫۳ میلیون تن بوده است. واردات و صادرات قراضه کشور ایتالیا در سال گذشته به ترتیب ۵٫۳ و ۰٫۹ میلیون تن به ثبت رسیده است. واردات قراضه كشور تايوان با ۱۷٫۲درصد افزایش ، ۳٫۴ ميليون تن بوده است. ميزان واردات قراضه كشور اندونزی با ۸٫۵ % کاهش، ۱٫۱ ميليون تن گزارش شده است. کشور ویتنام در سال قبل۵٫۱۴۳ میلیون تن قزاضه وارد کرده است. میزان مصرث قراضه کشور ویتنام در سال ۲۰۲۳ بالغ بر ۸٫۹ میلیون تن بوده است. میزان مصرف قراضه کشور مالزی در سال پیشین ۴٫۳ میلیون تن بوده است. میزان واردات قراضه این کشئر در سال قبل ۷۰۰ هزار تن برآورد شده است.میزان مصرف قراضه فولادی کشور فیلیپین در سال گذشته ۲٫۱ میلیون تن گزارش شده است. واردات قرضه کشور یاد شده در سال ۲۰۲۳ نزدیک یه ۱۰۰ هزار تن بوده است. کشور تالند در سال قبل ۵٫۵ میلیون تن قراضه مصرف کرده است و در دوره یاذ میزان واردات قراضه این کشور میزان واردات قراضه کشور ویتنام از ژاپن ۱٫۸۸۱ میلیون تن گزارش شده است. در شکل (۳)روند تولید فولاد خام و واردات قراضه فولاد کشور ویتنام دیده می شود. کشورهای صادر کننده قراضه فولادی به کشور ویتنام در سال ۲۰۲۳ در جدول (۱۴) دیده می شود. میزان صادرات قراضه فولادی کانادا در سال قبل با ۲٫۲۷% کاهش به ۴٫۷۷ میلیون تن رسیده است. كشور كانادا با ۲۱٫۶ درصدکاهش ،۸۰۱ هزار تن قراضه فولادی واردات داشته است. ميزان واردات قراضه كشور آمريكا نيز به ۴٫۳۵۶ ميليون تن(-۷٫۷%) اعلام شده است. ميزان واردات قراضه اتحادیه اروپا نیز با 0.18 درصد افزایش به ۳٫۹۰۸ ميليون تن رسیده است. در جدول(۱۵) صادر كنندگان اصلي قراضه فولاد جهان درسال۲۰۲۳ مشاهده ميگردد. در جدول(۱۶) نیز واردكنندگان اصلي قراضه فولاد دنیا در سال گذشته ارائه شده است.
صادرات قراضه كشور ژاپن با ۹٫۸۸ درصد افزایش به ۶٫۶٫۹۳ ميليون تن رسیده است. صادرات قراضه ژاپن به جمهوری جنوبی با ۱۹٫۱۴ درصد افزایش ۳٫۷۹۴ ميليون تن بوده است. ضمناً میزان واردات قراضه کشور تایوان از ژاپن با ۵۸٫۳% افزایش، نزدیک به ۹۹۶ هزار تن بوده است. صادرات قراضه كشور آمريكا نيز با ۱۸٫۸۷درصد کاهش، ۱۶٫۰۸۳ ميليون تن به ثبت رسيده است. جدول(۱۷) نشانگر روند صادرات قراضه كشور آمريكا در سال های اخیر می باشد. ميزان صادرات قراضه كشور آمريكا به تایوان بدون تغییر نسبت به سال قبل ، ۱٫۳ ميليون تن اعلام شده است. کشور ژاپن در سال گذشته ۹۶۷ هزار تن قراضه به کشور تایوان صادر کرده است. صادرات قراضه كشور آمريكا به تركيه با ۳۳٫۶ درصد افزایش به ۴٫۴۹۶ ميليون تن رسيده است. با در نظر گرفتن صادرات قراضه كشور كانادا (۴٫۷۷ ميليون تن با ۲٫۲۲ درصد افزایش) كل صادرات قراضه ناحيه شمال آمريكا در سال ۲۰۲۳ بیش از ۲۱٫۷۲ ميليون تن بوده است. درسال گذشته ناحیه اتحادیه اروپا عنوان بزرگترين صادر كننده قراضه فولاد جهان را از آن خود كرده است.کل واردات قراضه کشور تایوان نیز نزدیک به ۳٫۴۰۷ میلیون تن بر آورد شده است. میزان صادرات قراضه اتحاديه اروپا (۲۷) در سال گذشته ، به مناطق مختلف دنيا با ۵٫۳ درصد افزایش به بالاي ۱۸٫۵۳ ميليون تن رسيده است. تركيه بيشترين خريد قراضه فولادی را به ميزان ۱۰٫۵۵۸۶ ميليون تن (با ۰٫۲ درصدکاهش نسبت به سال ۲۰۲۲) از اتحاديه اروپا (۲۷) كرده است. میزان قراضه جمع آوری شده اتحادیه اروپا در سال قبل ۹۰٫۱ میلیون تن به ثبت رسیده است. در شکل -۴ روند قراضه جمع آوری شده اتحدیه اروپا به نمایش در گذاشته شده است. ميزان صادرات قراضه ناحيه اتحاديه اروپا (۲۷) به كشور مصر و هند به ترتيب ۱٫۶۶ و ۲٫۴۲ ميليون تن بوده است. نرخ تغییرات صادرات به كشورهاي ياد شده به ترتيب ۱۹+ و۶۴+ درصد بوده است. صادرات قراضه ناحيه اتحاديه اروپا به كشور پاکستان با ۳درصد افزایش ، ۰٫۷۹۶ میلیون تن به ثبت رسيده است. میزان صادرات قراضه فولادی آلمان در سال گذشته ۷٫۸ (۶٫۴ میلیون تن به درون اتحادیه اروپا) میلیون تن بوده است. در رمقبل میزان واردات قراضه کشور آلمان درسال قبل ۳٫۴۸ میلیون تن بوده است. نكته جالب توجه اين است كه صادركنندگان اصلي قراضه فولادی، آمريكا و اتحاديه اروپا (۲۷) به ترتيب با ۱۵٫۳و۱۰٫۲ميليون تن، بيشترين صادرات خالص قراضه جهان را داشته اند. میزان صادرات قراضه فولاد کشورهای انگلستان و هلند به ترتیب ۷٫۲ و ۲٫۱۰۶ میلیون تن برآورد شده است. میزان مصرف قراضه کشور انگلستان ۲٫۱ میلیون تن بوده است. سهم کوره قوس الکتریکی و کنورتور اکسیژنی در این مصرف به ترتیب ۱٫۲ و ۰٫۹ میلیون تن به ثبت رسیده است. کشور هلند درسال پیشین ۳٫۵ میلیون تن واردات قراضه داشته است. در شکل(۵) میزان صادرات و واردات قراضه فولادی کشورهای پیشتاز جهان در سال ۲۰۲۳ دیده می شود.
نرخ هاي سال ۲۰۲۳ نشان ميدهد كه قيمت صادرات قراضه آمريكا و اتحاديه اروپا (۲۷) نوسانات زيادي داشته است. لذا قراضه فولاد بعنوان يك مواد اوليه صنايع فولاد در تجارت بين المللي نقش و اهميت زيادي پيدا كرده است. در اشكال(۶) و (۷) قيمت روند تغییر قراضه فولادی آلمان(یورو بر تن) و روند قيمت میانگین قراضه اتحادیه اروپا. در شکل(۸) روند تغییر قیمت داخلی قراضه آمریکا از نظر می گذرد. در جداول(۱۸) تا (۲۵) نيز به ترتيب آناليز صادرات قراضه فولادی كشورهاي آمريكا، اتحاديه اروپا(۲۷)، ژاپن، انگلستان، كانادا، استراليا ، هنگ کنگ و برزیل برای سال ۲۰۲۳ داده شده است. در سال گذشته میزان صادرات قراضه فولادی کشور برزیل در سال قبل ۱٫۰۶۴میلیون تن به ثبت رسیده است. شکل(۹)روند تولید فولاد ، مصرف قراضه کشور چین را نشان می دهد. پیش بینی می شود میزان مصرف قراضه جهان در سال ۲۰۵۰ بالغ بر ۱٫۲۸ میلیارد تن برسد. کشور های بلغارستان، یونان، لوکزامبورگ، پرتغال و اسلونی فولاد خام خودشان را در کوره قوس الکتریگی با شارژ۱۰۰% قراضه فولادی تولید می کنند(تولید بر پایه قراضه) لذا تأمین و خرید قراضه فولادی در این کشورها از اهمیت بالایی بر خوردار می باشد.
نتيجه گيري